III. 5.2.2.5 Tubos de PRFV
III.6 Dimensionamiento de los aliviaderos y tanques de tormentas
III.6.1 Criterios generales
En general, podrán disponerse aliviaderos en las redes de saneamiento siempre que se cumplan los requisitos establecidos por el Plan Hidrológico del Tajo sobre dilución y capacidad (artículo 28), con el fin de reducir el caudal de las conducciones aguas abajo de los mismos. En concreto, cuando el caudal de entrada al aliviadero QEA sea 5 veces superior al caudal punta de aguas residuales será admisible instalar aliviaderos en las redes de alcantarillado.
Con objeto de garantizar el buen funcionamiento del sistema, se debe procurar la agrupación de las aguas residuales, de forma que cada aliviadero recoja como mínimo las aguas residuales correspondientes a una población de 1.000 habitantes.
Los aliviaderos podrán complementarse con un tanque de tormentas adosado, pudiendo disponerse bien en serie o en paralelo (ver Fig 61), si bien es deseable que lo hagan de esta última manera (en paralelo), de forma que no se mezclen aguas residuales que han pasado por un tanque de tormentas con aguas unitarias no controladas.
Los aliviaderos con tanque de tormentas podrán ser en línea o en derivación (ver apartado II.7.2), recomendándose esta última disposición para los casos en los que haya un peligro alto de contaminación de las aguas de lluvia.
Fig 61. Aliviaderos en serie o en paralelo
III.6.2 Caudales de diseño en los aliviaderos
Para la determinación de los caudales de diseño en los aliviaderos pueden seguirse los siguientes criterios:
a) Caudal de entrada en el aliviadero, QEA
En redes unitarias, el máximo caudal de entrada al aliviadero, QEA, vendrá dado por la siguiente expresión:
QP Q
QEA= p +
QP caudal de aguas pluviales b) Caudal de salida del aliviadero, QSA
El caudal de salida del aliviadero QSA (en l/s) se calculará mediante la siguiente expresión:
(
m m)
d QD QI
C
QSA= +
QDm caudal de aguas residuales domésticas medio
QIm caudal de aguas residuales industriales medio
Cd coeficiente de dilución
De acuerdo con el artículo 28.3 apartado c del Plan Hidrológico del Tajo, en redes de saneamiento de tipo unitario “podrán admitirse, de forma provisional y mediante autorización expresa, vertidos
diluidos en una relación 1:5 sobre el caudal punta en tiempo seco del saneamiento, obtenido en la sección de vertido.”
c) Caudal aliviado, Qaliv
El caudal aliviado por el aliviadero Qaliv estará en función de la dilución admitida por el cauce
receptor, la cual deberá figurar justificada en el Proyecto de acuerdo con las características del efluente y las del propio cauce.
El máximo caudal aliviado (suponiendo abierto el elemento de regulación del aliviadero) vendrá dado por la expresión:
QSA QEA
Qaliv = −
En cualquier caso, la capacidad del tubo de alivio será idéntica a la del tubo de entrada.
Fig 62. Esquema de caudales en un aliviadero
III.6.3 Dimensionamiento hidráulico
III.6.3.1 Diseño del tanque de tormentas
El volumen del tanque de tormentas, en su caso, deberá ser el necesario para que una lluvia de intensidad calculada mediante la expresión adjunta no produzca vertidos.
120 120 15 + = c T i
i intensidad de lluvia crítica, en l/s/ha
5,0 7,0 9,0 11,0 13,0 15,0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Tc(min) i (l/s/ha )
Fig 63. Relación Intensidad de lluvia crítica -Tiempo de concentración (ATV A 128:1992)
Para tiempos de concentración superiores a 120 minutos, la intensidad de lluvia crítica se tomará directamente igual a 7,5 l/s/ha
III.6.3.2 Diseño del canal principal
En la solera del canal principal deberá disponerse un cuenco con capacidad para transportar el caudal punta de aguas residuales en tiempo seco. Igualmente, dicha solera deberá tener una pendiente transversal importante (del orden del 10%, siendo deseables valores de hasta el 25%) hacia el mencionado cuenco. La pendiente longitudinal será, como mínimo del 1%.
III.6.3.3 Diseño del elemento de alivio
El diseño del labio del vertedero debe comprobarse mediante la siguiente expresión:
2 / 3 v a aliv C L H Q = × ×
Ca Coeficiente de vertido del aliviadero. A falta de datos más precisos se adoptarán los siguientes:
Ca = 1,8 para el caso de pared delgada (si su espesor es inferior a Hv/2)
Ca = 1,4 para el caso de pared gruesa (si su espesor es igual o superior a Hv/2)
Qaliv caudal aliviado por el aliviadero, en m3/s
L longitud del vertedero, en m Hv altura de la lámina de vertido, en m
III.6.4 Dimensionamiento geométrico
Los aliviaderos y tanques de tormenta serán, en general, de sección rectangular en planta. En el dimensionamiento geométrico de los aliviaderos con tanque de tormenta adosado se observarán las especificaciones que se indican a continuación.
La cota superior del aliviadero vendrá determinada por el cumplimiento de las siguientes condiciones: - La altura máxima de agua sobre el vertedero será tal que, aunque se ponga en carga la red aguas
arriba cuando el aliviadero esté vertiendo, las tapas de registro no lleguen nunca a estar sometidas a presión hidráulica
- La distancia libre entre el techo del aliviadero y el máximo nivel de agua en el misma debe ser, en general, como mínimo 0,50 m
La cota inferior se fijará de manera que la red de saneamiento aguas abajo no se hunda excesivamente en el terreno.
Con las condiciones anteriores, y teniendo en cuenta el volumen del tanque de tormentas (ver artículo III.6.3.1) se fijarán las dimensiones en planta.
En los aliviaderos con tanque de tormenta en derivación (ver artículo II.7.1), la anchura del canal principal será lo menor posible.
III.6.5 Dimensionamiento mecánico
El dimensionamiento mecánico de los aliviaderos y tanques de tormentas se realizará conforme a lo establecido por la vigente EHE.
III.6.6 Dimensionamiento de los elementos auxiliares
III.6.6.1 Elemento de regulación
Cuando el caudal de salida del aliviadero QSA sea superior a 100 l/s se utilizará como elemento de regulación del caudal aguas abajo una válvula de compuerta; caso contrario, se instalará una válvula vórtice.
En ambos casos, deberá verificarse su funcionamiento hidráulico para el caudal máximo excepcional, QMA.
El diseño del elemento de regulación deberá hacerse conforme a las siguientes especificaciones, según cual sea su tipología:
a) Válvula de compuerta
- La compuerta permitirá el paso del caudal QSA con una apertura que no será inferior a 10 cm, con la lámina de agua en el aliviadero a cota del labio del vertedero. En las mismas condiciones de apertura desaguará el caudal QMA sin provocar remansos aguas arriba en el canal de aproximación.
- En apertura máxima de la compuerta, y también con la lámina de agua en el aliviadero a cota del labio del vertedero, el caudal de paso hacia el colector aguas abajo del aliviadero será superior a QMA.
b) Válvula de vórtice
El fabricante de la válvula deberá facilitar la correspondiente curva de gasto en cada caso particular.
III.6.6.2 Dispositivos para la limpieza del tanque de tormentas
Cuando se empleen limpiadores basculantes como elemento de limpieza del tanque de tormentas, deberá especificarse el volumen de los mismos teniendo en cuenta los siguientes parámetros:
- longitud de la cámara a limpiar - pendiente de la solera
- altura a la que estén colocados respecto a la solera
La longitud máxima de estos limpiadores no deberá exceder los 6 metros, de manera que, caso de ser necesaria más longitud, deberán disponerse varios en serie, separándolos a través de un murete central que independice la acción de cada limpiador.
Al final del tanque de tormentas, y en su cota más baja, se deberá disponer un canal de recogida que pueda almacenar toda la capacidad del limpiador sin que se produzcan retornos de los flotantes arrastrados que ensuciarían de nuevo el mismo.